高空反弧悬挑结构在高层建筑中应用探究

季建华 保青春 施云杰

[摘要]:高空反弧悬挑结构凭借其独特的支撑体系优势，成为了高层建筑的首选。本文就从高空反弧悬挑结构的技术难点出发，探究了高空反弧悬挑结构在高层建筑中的应用。

[关键词]：高空 反弧悬挑 结构 高层建筑应用

1 前言

随着我国经济建设的高速发展，加之建筑行业是拉动我国经济发展的重要中坚力量，其发展速度是不言而喻的。在这种形势下，探究高空反弧悬挑结构在高层建筑中的应用就具有现实意义。

2 分析施工难点

首先是反弧挑檐，它是在屋面的结构标高62.3m之处，而曲面的半径为4.1m，共设计成三跨式总长度为27m，主要是由四根挑梁作为支撑，结构模型是从主立面朝外悬挑出去3.71m，其自重预计高达42吨，顷覆的力矩是712kN/m。所以，一定要做好该模板的支撑设计。

其次是材料。反弧挑檐主要由清水的混凝土制成，其表面要加上涂料，因为挑檐地面承受力度较大，所以对其混凝土的成型要具备较高质量。要达到这些要求必须严格模板支撑体系放样、定型以及施工的测量工作

最后是混凝土的浇灌。浇灌弧形曲面的混凝土，一定要处理好混凝土的密实度以及混凝土浇捣的流淌问题。

3 高空反弧选逃结构在高层建筑中的应用

3.1案例工程概述

本文是从南通建工集团苏丹约旦水泥厂工程中生活休闲区的中心大楼工程作为案例进行分析，进而探究高空反弧悬挑结构在高层建筑中的应用。该部分工程建筑面积35441平方米，地面下一层，地上共22层，是由两栋对称的建筑组成。这个项目是集住宿、商业、休闲、健身及地下停车场为一体，整个平面布局具有独特风格，立面上的阳台都设计成弧形，在整个屋面的西南两侧设计成2个反弧的装饰结构，左右形成对称，能够体现出非凡的装饰效果。

3.2 对结构的支撑体系选型

经过各种施工方案对比之后，以上建筑工程的悬挑使用型钢，底部使用钢管斜撑架设，这些钢管和挑梁焊接在一起，构成了悬挑三脚架，三脚架上面安排型钢作为排梁，这样就组成了模板的空中支撑。采用这种方案搭拆都比较方便，对场地的利用率也比较高，组装的杆件也不多。因为I16组件被拆除后并没有废弃，而是作为21层的铝饰主钢骨架多次使用。

施工的方法是：在22层的楼面上架设120b@2000d 钢梁，朝外延伸出去5.0m，内附楼面为3.0m，钢排梁使用3排I16，钢挑梁的联结使用直径为16的高强螺栓。为了减轻楼面的负重，最好在挑梁的下部20、19层的楼面上使用钢管斜撑和挑梁牢固的焊接起来，形成三角的钢架，在上面使用钢管扣件式的手架作为承力体系，具体如下图1：

3.3 对高空反弧悬挑结构的计算

3.3.1 必要的假设

（1）对于钢挑梁的根部锚筋和楼面的联结，我们暂且假设没有相对的位移，假设钢挑梁的一端近似固定，另一段且是自由悬臂件。

（2）关于钢管的斜撑作用，我们暂且假设是完全作用到了悬臂钢梁的端部，不用去考虑中部的顶撑。

3.3.2 计算该结构的荷载

（1）模板的自重力以及脚手支撑：=240N/；

（2）圆弧和三角联系梁、挑梁的总重：=400N/;

(3)施工的荷载：=2480N/；

（4）框架梁的自重：=6.1N/;

(5)挑梁的自重：31kg/

（6）钢排梁的自重：=17.13kg/；

3.4 设计方案的实施

3.4.1 搭设

（1）依据上面挑架方案，在19、20层进行斜撑预埋，使用直径为25的限位近预埋成型；

（2）预埋固端的锚栓。在整个高层建筑施工到21层的结构平面之时，就要在钢挑梁的相应位置，预埋好M20的螺杆。该螺杆的锚固端要和15mm的钢板顶进行焊接，还要与梁主筋焊接在一起。

（3）埋好螺杆之后就要搭设斜撑，进而固定好钢挑梁；

（4）做好上面的几个步骤之后，就要将型钢挑梁搁置上去，搭好脚手架的支撑，张好安全网。

3.4.2 对支撑和结构实施加固

这一个环节主要确保承受力体系稳固。对于21层要在挑梁固端的锚栓位置加设一根小梁，其模型大小要根据实际情况来定。同时还要设置拉筋，将21层楼面承受的力度传递到下一层楼面，减少21层楼面的负载。加固完成之后就要根据情况对模块进行设计和安装，最后再进行模板放样。

3.5 浇捣混凝土

模板放样完成之后就要对曲面进行浇捣，在这个环节中要密切关注混凝土的密实和流淌的问题。尤其值得注意的是振动密实之后，要采用专用的弧形刮尺进行刮平，刮的时候要注意混凝土的弧度和厚度，保证成形质量。

3.6 拆除模板及观察效果

待混凝土达到了拆模的强度之后，就要进行拆模。拆模必须要按照程序进行，在拆除的过程之中，要认真细心，确保安全。拆除了模板之后，高空反弧悬挑结构就完全暴露在眼前，这个时候就要对曲面上的各个点进行实测，保持弧度一致，曲面的底部必须平滑密实且没有明显的接缝。

4 施工的重点控制点

（1）主梁的制作。主梁是该结构的主要构件，在制作的时候必须要将钢板和槽钢上下的缝隙采用满焊连接成为一个整体。

（2）制作抱柱捆。抱柱捆必须要按照规定要求进行制作，要将拉接板和拉杆保持在同一个水平面上，要让抱柱捆和拉接板成为45度角度。

（3）斜拉杆的制作。斜拉杆一定要在主梁悬挑端头，或者在主梁的中间加设两道。在制作的时候也要按照规范来实施，不得私自更改。

（4）施工过程监测。一旦平台搭设好之后，就要在平台端头以及中部分别设置出监测点，测定出初始数据，等整个结构完成之后再次进行测定数据，一旦发现有沉降量变化，就要立即停止采取相应措施。

5 结束语

在对悬挑构件的施工中，一定要细致的做好模块支撑的设计，使用撑、拉、挑等各种形式来承载力度，一定要做到安全，经济合理的施工。而且，高空反弧悬挑结构以其独特的视觉观，赢得了人们的认可和喜爱，因此高空反弧悬挑结构势必在高层建筑中越来越广泛的应用。

参考文献

[1]杨蓉超.建筑物高空反弧悬挑结构施工实践[J].四川建材，2008（3）：163~166.

[2] 李智. 高空大跨度拱壳模板支撑的研究与应用[J]. 甘肃科技, 2011,(09) ：88~93.

[3]林福成.高层建筑高空反弧悬挑结构施工技术探讨[J].高新技术，2010（03）;10~12.

[4] 申鑫. 大跨度大截面梁高大模板支架设计与应用[J]. 云南冶金, 2011,(01):78~81

[5]黄文华.高层建筑高空反弧悬挑结构施工技术探讨[J].城市建设，2010（02）：45~48.

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。